Кабель с минеральной изоляцией и медной оболочкой

Кабель MICC в ПВХ-оболочке. Площадь сечения проводника 1,5 мм. ²; общий диаметр 7,2 мм.

Омедненный кабель с минеральной изоляцией — разновидность электрического кабеля, изготовленного из медных жил внутри медной оболочки, изолированных порошком неорганического оксида магния . Название часто сокращается до MICC или MI-кабель и в просторечии называется пиро (поскольку первоначальным производителем и продавцом этого продукта в Великобритании была компания Pyrotenax ). Подобный продукт с оболочкой из других металлов, кроме меди, называется кабелем с минеральной изоляцией и металлической оболочкой (MIMS).

Строительство

Кабель MI изготавливается путем помещения медных стержней в круглую медную трубку и заполнения пространств сухим порошком оксида магния . Затем весь узел прессуется между роликами, чтобы уменьшить его диаметр (и увеличить длину). В кабеле с минеральной изоляцией часто встречается до семи проводников, а у некоторых производителей их может быть до 19.

Поскольку в кабелях с минеральной изоляцией не используются органические материалы в качестве изоляции (за исключением концов), они более устойчивы к возгоранию, чем кабели с пластиковой изоляцией. Кабели MI используются в критических приложениях противопожарной защиты , таких как цепи сигнализации, пожарные насосы и системы контроля дыма. В перерабатывающих отраслях, работающих с легковоспламеняющимися жидкостями, кабель MI используется там, где в противном случае небольшие пожары могли бы привести к повреждению кабелей управления или силовых кабелей. Кабель MI также обладает высокой устойчивостью к ионизирующему излучению и поэтому находит применение в приборостроении ядерных реакторов и аппаратах ядерной физики.

Кабели с минеральной изоляцией могут быть покрыты пластиковой оболочкой, окрашенной в целях идентификации. Пластиковая оболочка также обеспечивает дополнительную защиту медной оболочки от коррозии.

Металлическая трубка защищает проводники от электромагнитных помех . Металлическая оболочка также физически защищает проводники, особенно от случайного контакта с другими проводниками, находящимися под напряжением.

История

Первый патент на кабель с минеральной изоляцией был выдан швейцарскому изобретателю Арнольду Франсуа Борелю в 1896 году. Первоначально в заявке на патент изоляционный минерал описывался как измельченное стекло, кремниевые камни или асбест в порошкообразной форме. Значительное развитие последовало благодаря французской компании Société Alsacienne de Construction Mécanique. ^[1] Коммерческое производство началось в 1932 году, и большое количество кабелей с минеральной изоляцией использовалось на таких кораблях, как « Нормандия» и нефтяных танкерах , а также в таких важных объектах, как Лувр . В 1937 году британская компания Pyrotenax , выкупив патентные права на продукт у французской компании, начала производство. Во время Второй мировой войны большая часть продукции компании использовалась в военной технике. Компания разместила свои акции на фондовой бирже в 1954 году. ^[2]

Примерно в 1947 году Британская ассоциация производителей кабеля исследовала возможность производства кабеля с минеральной изоляцией, который мог бы конкурировать с продукцией Pyrotenax. Производители продукции «Бикалмин» и «Гломин» со временем объединились с компанией «Пиротенакс».

Компания Pyrotenax представила версию своего продукта в алюминиевой оболочке в 1964 году. В настоящее время кабель MI производится в нескольких странах. Pyrotenax теперь является торговой маркой компании nVent (ранее известной как Pentair Thermal Management).

Назначение и использование

Кабели MI используются для цепей питания и управления критически важного оборудования, как показано в следующих примерах:

Ядерные реакторы
Воздействие опасных газов
Системы наддува воздуха на лестничных клетках для обеспечения возможности выхода из здания во время пожара
Операционные залы больниц
пожарной сигнализации Системы
Системы аварийного электроснабжения
Системы аварийного освещения
Устройства измерения температуры; РДТ и термопары .
Критическая технологическая арматура в нефтехимической промышленности
Общественные здания, такие как театры, кинотеатры, гостиницы.
Транспортные узлы ( вокзалы , аэропорты и т.д.)
Сетевые кабели в жилых многоквартирных домах
Туннели и шахты
Электрооборудование во взрывоопасных зонах , где горючие газы могут присутствовать , например, на нефтеперерабатывающих заводах , автозаправочных станциях.
агрессивные химические вещества Зоны, где могут присутствовать , например , заводы.
Строительные помещения
Горячие зоны, например , электростанции , литейные заводы , а также рядом или даже внутри промышленных печей , печей и печей.

Кабель MI выполняет пассивную противопожарную защиту , называемую целостностью цепи , которая предназначена для обеспечения работоспособности критических электрических цепей во время пожара. Он подлежит строгому включению в список и одобрению использования и соблюдения требований.

Нагревательный кабель

Аналогичным по внешнему виду продуктом является трассовый нагревательный кабель с минеральной изоляцией, жилы которого изготовлены из высокоомного сплава. Нагревательный кабель используется для защиты труб от замерзания или для поддержания температуры технологических трубопроводов и емкостей. В случае повреждения нагревательный кабель с минеральной изоляцией не подлежит ремонту. Большинство нагревательных элементов электрических плит и духовок устроены аналогичным образом.

Типовые характеристики

Максимальное напряжение

500–1000 вольт ^[3]^[4]

Текущий рейтинг

16 - >1800 ампер

Площадь поперечного сечения проводника

1,0 – >400 мм ²

Площадь поперечного сечения медной оболочки

5 – >400 мм ² эффективный

Количество ядер

1, 2, 3, 4, 7, 12, 19

Общий диаметр

5 – >50 мм

Минимальный радиус изгиба

6 × диаметр, если диаметр менее 19 мм 12 × диаметр, если наружный диаметр больше 19 мм

Масса

73–3300 кг на километр (260–11710 фунтов/миль) 73–3300 г/м, 259–11708,4 фунтов/миль

Заканчивать

Неизолированная медь, стандартная оболочка из ПВХ, полимерная оболочка с низким дымовыделением (LSF), различные виды нержавеющей стали, инконель и некоторые суперсплавы.

Цвет

Натуральный (нержавеющая сталь, медь), белый, черный, красный, оранжевый

Максимальная рабочая температура

Непрерывный, подвергается прикосновению	70 °С
Непрерывный, не подвержен прикосновению; с ПВХ-оболочкой	105 °С
Непрерывный, не подвержен прикосновению; без ПВХ-оболочки	670 °С
прерывистый	>1000 °С
( Температура плавления меди составляет 1083 °С.)

Свойства и сравнение с другими системами электропроводки

Конструкция кабеля с минеральной изоляцией делает его механически прочным и устойчивым к ударам. ^[5] Медная обшивка водонепроницаема, устойчива к ультрафиолету и многим агрессивным элементам. Кабель MI одобрен для использования в зонах с опасной концентрацией горючих веществ, поскольку вероятность взрыва маловероятна даже в случае неисправности цепи. Кабель MI бездымен, нетоксичен и не поддерживает горение. Кабель соответствует требованиям BS 5839-1 и превосходит их, что делает его огнестойким при температуре выше 950°C в течение более трех часов с одновременным механическим воздействием и брызгами воды, а также без сбоев.

Кабель MI в основном используется в высокотемпературных средах или в критически важных для безопасности сигнальных и энергетических системах; тем не менее, его дополнительно можно использовать на арендованной территории, обеспечивая подачу электроэнергии и выставление счетов арендодателю. Например, для коммунальной вытяжной системы или антенного усилителя он обеспечивает питающий кабель, к которому нелегко «подключиться» для получения бесплатной энергии.

Готовую кабельную сборку можно согнуть, повторяя форму зданий, или огибать препятствия, обеспечивая аккуратный внешний вид при открытии.

Поскольку неорганическая изоляция не ухудшается при (умеренном) нагревании, готовая кабельная сборка может нагреваться до более высоких температур, чем кабели с пластиковой изоляцией; пределы повышения температуры могут быть обусловлены только возможным контактом оболочки с людьми или конструкциями или физической температурой плавления меди. Это также может позволить использовать кабель меньшего сечения в определенных приложениях.

Дополнительным преимуществом кабеля Mi является возможность использовать медный экран в качестве нейтрали или заземления в определенных ситуациях.

Из-за окисления медная оболочка с возрастом темнеет. Однако если кабели MICC с голой медной оболочкой прокладываются во влажных местах, особенно там, где использовался известковый раствор, вода и известь объединяются, создавая электролитическое действие с голой медью. Аналогично, электролитическое воздействие может быть вызвано установкой кабелей MICC с голой оболочкой на новый дуб. В результате реакции медь разъедается, образуя дыру в оболочке кабеля и пропуская воду, вызывая пробой изоляции, что приводит к короткому замыканию. Медный материал оболочки обычно устойчив к большинству химикатов, но может быть серьезно поврежден аммиачными соединениями и мочой . Отверстие в медной оболочке приведет к попаданию влаги в изоляцию и возможному выходу из строя цепи. Если ожидается такое химическое повреждение, может потребоваться верхняя оболочка из ПВХ или оболочки из других металлов. Когда кабель с минеральной изоляцией заделан в бетон, как в случае с кабелем для подогрева пола, он подвержен физическому повреждению бетонщиками, закладывающими бетон в заливку. Если покрытие повреждено, в медной оболочке могут образоваться отверстия, что приведет к преждевременному выходу системы из строя.

Хотя длина кабеля с минеральной изоляцией очень велика, в какой-то момент каждая его часть заканчивается в месте сращивания или внутри электрического оборудования. Эти выводы уязвимы к огню, влаге или механическому воздействию. MICC не подходит для использования там, где он будет подвергаться вибрации или изгибам, например, при соединении с тяжелым или передвижным оборудованием. Вибрация может вызвать растрескивание оболочки и сердечников, что приведет к выходу из строя.

Во время установки кабель с минеральной изоляцией нельзя многократно сгибать, так как это приведет к наклепу и появлению трещин в оболочке и жилах. Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба и регулярно поддерживать кабель. Изоляция из оксида магния гигроскопична, поэтому кабель MICC необходимо защищать от влаги до момента его заделки. Для подключения необходимо снять медную оболочку и прикрепить сальниковый фитинг. Отдельные жилы изолированы пластиковыми гильзами. уплотнительную ленту, изолирующую замазку или эпоксидную смолу Затем в фитинг компрессионного сальника заливают , чтобы обеспечить водонепроницаемое уплотнение. Если заделка неисправна из-за качества изготовления или повреждения, оксид магния впитает влагу и потеряет свои изолирующие свойства. Монтаж кабеля с минеральной изоляцией занимает больше времени, чем монтаж армированного кабеля с ПВХ-оболочкой того же сечения. ^[6] Поэтому установка MICC является дорогостоящей задачей.

Кабель MI производится только с номиналом до 1000 Вольт.

Изоляция из оксида магния обладает высоким сродством к влаге. Влага, попавшая в кабель, может вызвать утечку тока из внутренних проводников в металлическую оболочку. Влага, попавшая на обрезанный конец кабеля, может быть удалена путем нагревания кабеля. Если оболочка кабеля с минеральной изоляцией повреждена, оксид магния будет впитывать влагу в кабель, и он потеряет свои изолирующие свойства, вызывая замыкание на медную оболочку, а затем и на землю. Для выполнения ремонта часто необходимо удалить от 0,5 до 2 метров (от 1,6 до 6,6 футов) кабеля с минеральной изоляцией и соединить его на новой секции. В зависимости от размера и количества проводников ремонт одной клеммы может потребовать больших усилий. ^[6]

Альтернативы

Целостность цепи для обычных кабелей с пластиковой изоляцией требует дополнительных мер для получения степени огнестойкости или снижения воспламеняемости и дымовыделения до минимальной степени, приемлемой для определенных типов конструкций. Напыленные покрытия или гибкая пленка покрывают пластиковую изоляцию, чтобы защитить ее от пламени и уменьшить способность к распространению огня. Однако, поскольку эти покрытия уменьшают тепловыделение кабелей, часто после нанесения огнестойких покрытий их необходимо рассчитывать на меньший ток. Это называется снижением текущей мощности. Его можно протестировать с помощью стандартной процедуры IEEE 848 для определения снижения номинальной нагрузки огнезащищенных кабелей .

См. также

Ссылки

^ Блэк, Роберт М. История электрических проводов и кабелей . Питер Перегринус Лтд., Лондон. стр. 158–9. ISBN 0-86341-001-4
^ Графиня Карнарвон. Леди Кэтрин и настоящее аббатство Даунтон . Ходдер и Стоутон Лтд., Лондон. стр. 164–5. ISBN 978-1-444-76210 5
^ «Кабельная система с минеральной изоляцией» (PDF) . Пентер . Проверено 5 августа 2023 г.
^ «Технические данные огнестойких монтажных кабелей с минеральной изоляцией из сплава 825» (PDF) . пиросалес . Проверено 5 августа 2023 г.
^ «Испытание огнестойкости кабелей на огнестойкость» . Ремора Электрик . Проверено 4 января 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б RS Means Co, Данные о затратах на электроэнергию, 22-е ежегодное издание , 1999 г., ISBN 0-87629-504-9

[1] Блэк, Роберт М. История электрических проводов и кабелей . Питер Перегринус Лтд., Лондон. стр. 158–9. ISBN 0-86341-001-4

[2] Графиня Карнарвон. Леди Кэтрин и настоящее аббатство Даунтон . Ходдер и Стоутон Лтд., Лондон. стр. 164–5. ISBN 978-1-444-76210 5

[3] «Кабельная система с минеральной изоляцией» (PDF) . Пентер . Проверено 5 августа 2023 г.

[4] «Технические данные огнестойких монтажных кабелей с минеральной изоляцией из сплава 825» (PDF) . пиросалес . Проверено 5 августа 2023 г.

[5] «Испытание огнестойкости кабелей на огнестойкость» . Ремора Электрик . Проверено 4 января 2023 г.

[Means99-6] Jump up to: ^а ^б RS Means Co, Данные о затратах на электроэнергию, 22-е ежегодное издание , 1999 г., ISBN 0-87629-504-9

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]